12 juillet 2023

Les divers sentiers qui se faufilent à travers la dense forêt du mont Saint-Hilaire sont embellis par la végétation qui les entoure. Notamment, de multiples espèces d’arbres y sont présentes depuis des centaines d’années; certains érables sont même âgés de plus de 400 ans! Vous êtes-vous déjà demandé comment un arbre pouvait vivre aussi longtemps au sein d’un même milieu? Plusieurs facteurs environnementaux sont en cause, mais l’un des plus fascinants provient d’un type de champignon. En effet, les champignons mycorhiziens entretiennent une relation de mutualisme avec la quasi-totalité des plantes terrestres.

Vous avez probablement déjà observé des champignons lors de vos randonnées en forêt; ce que vous apercevez est la fructification du champignon destinée à disperser les spores à des fins de reproduction. Cependant, la portion visible n’est qu’une infime partie du champignon! En effet, invisible à l’œil nu, des structures filamenteuses sous-terraines (hyphe) prolifèrent afin de créer le mycélium : un réseau entre les différents champignons utilisé pour communiquer et récolter des ressources.

Qu’est-ce qu’une symbiose

Mentionnons tout d’abord que la symbiose est une association persistante entre plusieurs espèces différentes. Dans le cas des champignons mycorhiziens et des plantes, cette symbiose est dite mutualiste puisque tous les organismes impliqués bénéficient de cette interaction. Ces échanges entre ces deux organismes se font sous forme transactionnelle : la plante offre ses ressources en excès (principalement du carbone produit lors de la photosynthèse) en échange de nutriments essentiels tels l’azote et le phosphate, directement extraits du sol par les champignons.

Le début d’un partenariat

Ce genre d’association survient lorsque les racines de la plante se retrouvent dans une zone d’appauvrissement, c’est-à-dire là où le sol est dépourvu de nutriments en raison de son exploitation. Dans cette éventualité où les ressources sont limitées, la plante tente de recruter des champignons mycorhiziens en libérant des substances chimiques dans le sol. Si les champignons sont réceptifs, ils vont à leur tour sécréter une substance chimique distinctive pour engendrer la symbiose.

Ce qu’ils en retirent

Une fois associés avec une plante, les champignons mycorhiziens entament leur travail. En échange, ils pourront obtenir du carbone organique produit par les feuilles de la plante. Ce carbone est une source d’énergie essentielle afin de produire de nouveaux tissues comme des feuilles et des fleurs.

Il existe deux principaux champignons mycorhiziens : l’ectomycorhize et l’endomycorhize. Ceux-ci résident respectivement à l’extérieur et à l’intérieur des cellules végétales des racines de la plante. Cet emplacement, leur permet de fournir différents bénéfices.

L’ectomycorhize a une grande capacité enzymatique, c’est-à-dire qu’il peut aisément déloger de larges molécules dans le sol pour approvisionner la plante de nutriments essentiels à sa survie.

De son côté, l’endomycorhize augmente l’immunité de la plante aux pathogènes ainsi que sa tolérance aux stress environnementaux telles des périodes de sécheresse.

Cette symbiose entre les champignons mycorhiziens et certaines espèces de plantes est si prédominante que certaines espèces de plantes dépendent totalement des champignons mycorhiziens pour survivre! Par exemple, la céphalanthère d'Austin (Cephalanthera austiniae) notamment retrouvée en Colombie-Britannique, n’est pas photosynthétique : elle ne peut produire son propre carbone. C’est la raison pour laquelle elle s’introduit clandestinement à une association symbiotique existante entre l’ectomycorhize et un arbre. De cette façon, elle est indirectement liée à un arbre photosynthétique à l’aide des champignons mycorhiziens, lui permettant de s’approvisionner en carbone.

La céphalanthère d'Austin est dépourvue de chlorophylle. Sans ce pigment, il est impossible pour cette plante de faire de la photosynthèse, lui donnant ainsi une coloration blanche plutôt que verte. (Photo : Wikicommons)

Un partenariat qui ne date pas d’hier

Cette relation entre champignons et plantes est extrêmement vieille, elle remonte à la période cambrienne soit il y a 500 millions d’années. Elle est même un élément clé qui a permis aux premières plantes aquatiques de coloniser la terre ferme, et ainsi se diversifier, créant la multitude de plantes qui nous entourent aujourd’hui.

Les champignons mycorhiziens permettent aux plantes de survivre et même de s’épanouir dans leur habitat. Lorsque vous parcourez les forêts du mont Saint-Hilaire, prenez un moment pour apprécier ses acteurs invisibles de la forêt, qui jouent un rôle tout sauf banal.

Morgane Dubé
Assistante aux opérations de terrain
Réserve naturelle Gault de l’Université McGill

Références

L’information comprise dans cet article provient majoritairement d’un cours de biologie à l’Université McGill (BIOL205, Fiona Soper (Prof), Caroline Dawson (TA))

À lire sur les champignons mycorhziens:

• Le secret des champignons mycorhiziens, publié par l'Université de Montréal le 24 février 2022.
• La mycorhize, la symbiose qui a fait la vie terrestre, publié dans Pour la science le 28 novembre 2018.

En-tête : L’amanite tue-mouche est un champignon ectomycorhiziens qui interagit avec les plantes environnantes. De la sorte, le champignon et les plantes sont avantagés de diverses manières par ces échanges. (photo : Holger Krisp)